数字电流模式控制技术

DSC包含一个ADC，它能够在PWM周期内进行精确的特定电流采样采集，无需使用模拟比较器就可以实现电流模式控制。数字电流模式控制回路基于以下事实：可以计算出达到期望电感电流值所需的PWM导通时间。可以测量电感上的电压，当感应系数已知时，还可测量电感中的初始电流。

给定：V=Ldi/dt

I(t)=I(to)+1/L*∫V(t)dt

整理为：(L/V)*(I(t)-I(to))=dt

使用公式：PWM导通时间=(L/V)*2*(Idesired-Istart)

对于大多数应用，由于输入滤波器电容较大，故输入电压不能快速改变。因此，无需每次执行控制算法时都计算耗时的除法运算(L/V)。许多PWM周期可以共用计算结果以减少计算的工作量。视L/V项为恒量，占空比其余部分的计算就很轻松了。不将模拟比较器用作PWM信号的关断控制器，使其可用于检测负载电流意外出现大幅瞬态变化的情况或输出过压条件。

前馈技术

电流模式控制的优点之一是提高了对可变输入电压的响应。SMPS系统采用了数字控制之后，很容易为可变输入电压提供前馈补偿。大多数SMPS拓扑中用来描述输出电压与输入电压、占空比和变压器匝数比关系的传递公式相对简单。可在电流设定点添加电压前馈，或者以与电流控制回路并联的方式添加到电路中。例如，降压转换器的传递公式为：

Vout=Vin*占空比/周期

通常情况下，所有控制计算的期望结果都用于生成要装入到PWM占空比寄存器中的值。

占空比=Vout*(周期/Vin)

计算输入电压的前馈补偿所花费的时间是执行除法运算所需的时间。前馈补偿技术本质上非常稳定，并可提供更快的瞬态响应。

结论

本文讨论了在SMPS应用中实现电流模式控制的各种方法(使用或不使用模拟比较器)。带合适外设的DAC在实现SMPS时提供了多种选择。从模拟SMPS控制到数字SMPS控制的转换过程中的一个重要步骤是要意识到电流模式控制的期望功能是完全可以在DSC中通过各种技术实现的。

作者：Microchip公司数字信号控制器部架构与应用总架构师 Bryan Kris